浅析电梯曳引机设计中的安装与维修

李德生

摘要：电梯成为高层建筑中不可缺少的交通运输工具，而曳引机则是控制整个电梯运行的关键所在。曳引机的安装与维修直接决定电梯的安全运行与否？本文在对电梯曳引力原理做出分析同时对曳引机驱动系统设计进行阐述，并且提出曳引机类型安装选择方案，希望能够对保证电梯安全有所帮助。

关键词：电梯；曳引机设计；安装

1.引言

电梯最为高层建筑中不可缺少的垂直交通运输工具，伴随着高层建筑的发展，电梯和电梯技术也成为与生活生产息息相关的重要一部分。其中曳引机是电梯中的核心部件，其通常是由电动机、制动器、减速机以及底座等组成。高层建筑中由于对电梯安装电气设备空间和电梯性能的要求，曳引机需要满足以下几个条件需求：1）满足电梯平稳运行的需求，曳引机在低速输出时仍有较大的转矩：2）满足乘坐电梯舒适度的需求，曳引机运行速度不随电梯的载荷变化而变化，具有良好的调速性保证电梯的稳定匀速运行。3）由于电气设备额定电压的限制，曳引机在启动的时候要具有小电流启动的性能；4）曳引机的还满足后期维护简单的需求。

2.曳引力原理分析

电梯曳引中的曳引力是由钢丝绳锁与曳引轮之间摩擦力供给的。钢丝绳f与曳引轮槽之间的摩擦系数和钢丝绳的包角α之间存在函数关系，设钢丝绳两端的拉力为 、 ，并且 > ，那么这个函数关系为：

/ = （2-1）

由上式可知，钢丝绳两端的拉力比是按照指数关系变化的。在电梯运行中钢丝绳会沿着曳引轮不断的移动变化，而在这个过程中两端拉力的比值为曳引系数 ，也被称作有效曳引力，反应曳引能力的大小，在 增加时，曳引能力增加，摩擦力系数增加，反之则减少。这是较为理想的一种函数关系式，但是在实际的电梯运行中电梯轿厢的载荷和位置是不断的变化的、运行的方向也会不断的改变，要保证电梯的运行安全就必须要有足够的曳引力。除此之外，在电梯的运行中钢丝和曳引轮槽都是不断的磨损的，这就导致摩擦力的变化，同样也会导致拉力比的变化。实际的应用中这个拉力比是小于曳引系数的（电梯位于负载125%或者电梯位于最高层空载），考虑钢丝绳和齿轮槽的磨损以及电梯运行的一些特殊情况，对上式做出改变为：

上式中 与轮槽形状因磨损而发生改变的系数 与轿厢加减速度及电梯特殊情况有关的系数。

3.曳引机驱动系统设计

3.1曳引机安装位置确定

电梯的曳引方式有两种：一是上置式，即将曳引机安装在楼层井道的上方。这是一种最常用的曳引机安放方式，其优点是安装所需要的面积较小对建筑物所施加的负载也较小，但是其运载能力较低，一般用于建筑物中的载人电梯。二是下置式，即将曳引机安放在建筑物的下端。其优点是电梯的运载能力较大，但是其对建筑物施加的负载也会增加，安装机房所占的空间较大。一般用于大面积的船舶升降电梯中。

3.2曳引比和曳引绳缠绕方式确定

曳引力是通过钢丝绳和曳引轮之间的摩擦来产生对电梯轿厢的上下运动的。载客电梯中常用的半绕式传动和全绕式传动，其曳引比 ，钢丝绳承重：电梯轿厢总重=1：1。而用于载重较大的货运电梯中其曳引比常可以达到2：1、3：1甚至于更高。

曳引绳的绕绳方式和曳引绳的选择也能很大程度上改变钢丝绳和曳引轮的摩擦力。电梯的曳引绳的绕绳方式是和曳引机的安装位置、电梯轿厢的载重以及电梯的运行额定速度等紧密联系的，在选择绕绳方式也要充分考虑到这些因素对其影响，在保证最佳的传动比的同时减少轮组和曳引绳的数量。全绕式传动和半绕式传动虽然是曳引比都是1：1，但是半绕式传动的电梯运行额定速度较全绕式传动而言相对较低。这也决定了低速载客电梯用半绕式传动而高速载客电梯选用全绕式传动。

3.3曳引绳的选择确定

由于电梯曳引中特殊的工作环境，使得曳引绳也需要选择特殊的钢丝绳。首先是对钢丝绳强度的要求，载客电梯的安全性是优先考虑，另外曳引用的钢丝绳在工作中弯折次数较多，因此一般选择特级钢丝。其次是对其耐磨性和抗扭转性的要求，电梯中所用的钢丝绳一般是多股的，其股与丝的捻向和捻法对钢丝绳的影响较大。通常选用右交互捻的钢丝绳。还有就是对其绳芯的要求，需要其具有很好的挠性，天然纤维芯是最优的选择。

4.曳引机的类型安装选择

4.1常用的两种曳引机的区别

电梯中常用的曳引机有两种：有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。有齿轮曳引机是借助于机械齿轮装置来达到驱动电梯运行的目的。其主要的结构有曳引电动机、蜗轮、蜗杆、制动器、曳引绳轮、机座等，其广泛用于运行速度v≤2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物梯，有着强的运载能力。这种曳引机有一个很大的缺点就是运行噪声较大，需要安装蜗轮副作减速传动装置来控制电梯稳定运行和降噪。这也就导致其需要的安装面积大，需设置专用的安装机房。无齿轮曳引机其与有齿轮曳引机最本质的区别是缺少机械齿轮机构。通过将曳引轮直接安装在电机传动轴上来达到驱动电梯运动。在运行的时候噪声小，并且平稳，但是其运载能力不高，对于工业上要求载重量的电梯中无法普及使用。这种曳引机具有结构简单，安装面积小，一般不需要专用的机房设备，在对面积有较高要求的楼层建筑中应用广泛。并且伴随变频技术的普及和发展，永磁电机也应用到曳引机中，这可以在既降低安装面积，又能保证很高的传动效率。

曳引机的

4.2曳引机选择的要求

曳引机的选择是根据曳引机有关额定参数所得电梯的运行速度、电梯额定速度以及曳引机安装空间的要求来确定的。应满足《GB7588‐2003 电梯制造与安装安全规范》中12.6中电梯速度的要求，即：当电源为额定频率，电动机施以额定电压时，电梯的速度不得大于额定速度的105%，宜不小于额定速度的92%；另外还需要满足：1）电梯的直线运行部件的总载荷折算至曳引机主轴的载荷应不大于曳引机主轴最大允许负荷；2）曳引机的额定功率应大于其容量估算；3）电梯在额定载荷下折合电机转矩应小于曳引机的额定输出转矩；4）电梯曳引电机起动转矩应不大于曳引机的最大输出转矩。

5.结语

曳引机作为电梯的核心部件，其设计安装与维修直接决定电梯运行安全，本文在对曳引机设计分析的基础上，具体提出曳引机安装位置、曳引比、曳引绳的选择和绕绳方式、以及两种曳引机的选择。此外还需要重视电梯运行中的日常维护，防止由于维护不到位发生的电梯事故。

參考文献：

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